Instrumente topografice

Instrumentele topografice sunt instrumentele adecvate pentru efectuarea măsurătorilor directe și indirecte ale distanțelor orizontale și înclinate, unghiurilor orizontale și verticale, diferențelor de înălțime și, în cazul stațiilor totale electronice și stațiilor cu GPS , determinarea directă a coordonatelor punctelor , rezultat indirect al elementelor. măsurat cu instrumente simple.

Instrumente simple ^[1] ^[2]

Suporturi pentru scule

Baston de supraveghere, trepied pin, trepied cu picioare pline și retractabile, trepied cu cap sferic și trepied central.

Instrumente pentru verificarea verticalității și / sau orizontalității sau pentru măsurarea unghiurilor

Plumb line
Stick de scurgere : De asemenea, cunoscut sub numele de stick telescopic, este alcătuit din două tije telescopice cu o tijă externă gradată care se termină într-un punct și este echipată cu un nivel sferic. Montat pe trepied permite citirea înălțimii instrumentului în punctul de stație.
Picătură optică : Constând dintr-un telescop cu unghi drept mic cu o prismă de reflexie totală, este montat pe aproape toate bazele taheometrelor și teodoliților. Este posibil ca axa telescopului inferior să fie verticală, solidă față de axa de rotație a instrumentului, prin intermediul a trei șuruburi de nivelare și a unui nivel sferic montat pe bază.
Archipendolo
Nivel sferic
Nivel toric
Pătrat topograf
Busole topografice : Acestea sunt goniometre de azimut care măsoară azimutul magnetic, din care, cunoscând declinarea magnetică , este posibil să se deducă azimutul geografic; acestea constau dintr-un cerc orizontal gradat cu centrul care coincide cu punctul de sprijin al acului magnetic și o țintă pentru colimarea punctului.

Instrumente de vizare

Paline, pătrat topograf
Dioptrii cu mire : Formată de o linie metalică cu două aripioare metalice pliabile la capete cu fante verticale, sau una cu fire încrucișate, permite obținerea unei linii de vedere dispuse pe un plan și, prin urmare, se poate realiza o aliniere a polilor verticali.

Instrumente de măsurare a distanței

Roată metrică sau decametru dublu
Bandă de măsurare
Contor pliabil
Triplometru
Contometru

Instrumente optice ^[1] ^[2]

Prin reflecție

Oglinda pătrată
Adams oglindă pătrată
Aliniere oglindă pătrată
Crucea de oglinzi

Prin refracție

Construcția geometrică a razei refractate: ${\hat {r}}=arcsen{\frac {sen{\widehat {i}}}{n}}$ ${\ displaystyle {\ hat {r}} = arcsen {\ frac {sen {\ widehat {i}}} {n}}}$ ${\ displaystyle {\ hat {r}} = arcsen {\ frac {sen {\ widehat {i}}} {n}}}$ unde r = raza refractată, i = raza incidentă, n = indicele de refracție

Placă plană și paralelă
Orice prismă optică și teoremă generală asupra prismelor (sau a lui Jadanza)

Teorema lui Jadanza: Când o rază de lumină intră într-o prismă de pe fața incidenței și iese din fața de apariție după ce a suferit două reflexii în interiorul prismei pe două fețe diferite de cele de incidență și apariție, raza emergentă $r_{e}$ ${\ displaystyle r_ {e}}$ $rege}$ este deviat de la incident $r_{i}$ ${\ displaystyle r_ {i}}$ $re$ a unui colț $\delta$ ${\ displaystyle \ delta}$ $\ delta$ la fel ca asta $\beta$ ${\ displaystyle \ beta}$ $\ beta$ formate din fețele de incidență și apariție, cu condiția să rezulte: $\beta =2\alpha$ ${\ displaystyle \ beta = 2 \ alpha}$ ${\ displaystyle \ beta = 2 \ alpha}$ , de sine $\alpha$ ${\ displaystyle \ alpha}$ $\ alfa$ este acută, fiind $\alpha$ ${\ displaystyle \ alpha}$ $\ alfa$ unghiul format de cele două fețe reflectante; $\beta =2\cdot (200gon)$ ${\ displaystyle \ beta = 2 \ cdot (200gon)}$ ${\ displaystyle \ beta = 2 \ cdot (200gon)}$ , de sine $\alpha$ ${\ displaystyle \ alpha}$ $\ alfa$ este plictisitor.

Prisma triunghiulară dreaptă
Bauernfeind pătrat cu prismă triunghiulară
Piața prismei Wollaston
Prisma alinierii Porro
Prisma pătrată Zeiss
Prisma universală a lui Jadanza
Prismă pătrată și aliniator Bauernfeind
Cruci de prisme
Coutureau aliniator oglindă pătrat

Dioptric

Ochiul omului
Microscop simplu și compus
Riflescopes
- Telescopul astronomic (sau Kepler)
- Telescop cu lungime constantă
- Telescop terestru
- Telescopul lui Galileo
- Telescop prismatic
- Telescop cu prisma acoperișului
- Telescop catadioptric

Unelte pentru măsurarea unghiurilor sau a tractoarelor

Termenul raportorul se referă în general la toate instrumentele de măsurare a unghiurilor. Din greaca gonios = unghi și metron = măsură. Protractoarele utilizate în topografie (clasificate în funcție de metoda prin care identifică direcțiile sau tipul de unghiuri pe care le pot măsura) sunt:

Instrumente Azimut cu cercuri gradate cu sau fără vernier sau citire la microscop utilizate pentru măsurarea unghiurilor orizontale . Numele derivă din azimut, unghiul diedru având ca margine verticala locului (normalul) și pentru fețe planurile care trec printr-o stea și un punct la infinit.
- Realizări
- Prisma
- Un telescop, cum ar fi tahometrul și teodolitul
Instrumente Zenitali cu cercuri gradate cu sau fără vernier sau citire la microscop utilizate pentru măsurarea unghiurilor verticale .
- Instrumentele telescopului Ecclimetri echipate cu un cerc vertical gradat. Ecclimetrul este cercul vertical din tahimetru și teodolit.
- Clisimetre Instrumentele telescopice utilizate pentru măsurarea pantei care, în loc de cercul gradat, sunt echipate cu o scară a pantei, în care se poate citi tangenta unghiului de vedere. Gradarea, exprimată în procente, dă diferența de înălțime între două puncte aflate la o distanță de 100 m. Clisimetrele pot fi telescop sau viziune naturală, cum ar fi țintă, suspensie și reflexie.
- Sextanți
Azimut și zenite
- Tahimetru
- Teodolit
Prin intermediul unui pătrat topograf, busolă topografică și nivel toric

Instrumente de măsurare a distanței ^[1] ^[2]

Instrumente de măsurare directă

Roată de măsurare sau decametru dublu, bandă de măsurare, contor pliabil, kilometraj, triplometru
Benzi de oțel
Aparatul Jaderin

Instrumente de măsurare indirecte

Distanța valurilor
Distanțe laser
Distanțiere prismă
Range telemetri Finder constă dintr - o tijă cu o lungime cunoscută b, (sau chiar variabilă în cazul unui telemetru cu o bază variabilă), la capetele cărora sunt montate două telescoape, dintre care unul cu drept axă cu respect la tija, în A, și cealaltă, în B, liberă să se rotească în jurul axei sale verticale, echipată cu un cerc orizontal care vă permite să citiți unghiul cu privire la punctul colimat P. Distanța poate fi calculată rezolvând triunghiul ABP, în care se citește unghiul $\alpha$ ${\ displaystyle \ alpha}$ $\ alfa$ în afara triunghiului, este și unghiul $B{\widehat {P}}A$ ${\ displaystyle B {\ widehat {P}} A}$ ${\ displaystyle B {\ widehat {P}} A}$ de interior: $D=b\cdot cotg\ \alpha$ ${\ displaystyle D = b \ cdot cotg \ \ alpha}$ ${\ displaystyle D = b \ cdot cotg \ \ alpha}$
Instrumente autoreductoare. În măsurătorile cu personal vertical, telescoapele cu reticul autoreglabil variază unghiul paralactic astfel încât, indiferent de înclinația liniei de vedere ( $S(\varphi )={\frac {2\cdot D\cdot tan\ \alpha }{sen^{2}\ \alpha }}$ ${\ displaystyle S (\ varphi) = {\ frac {2 \ cdot D \ cdot tan \ \ alpha} {sen ^ {2} \ \ alpha}}}$ ${\ displaystyle S (\ varphi) = {\ frac {2 \ cdot D \ cdot tan \ \ alpha} {sen ^ {2} \ \ alpha}}}$ variație în cazul unui telescop cu un unghi paralactic constant ) diferența de citiri la firele S rămâne constantă.
Prin intermediul personalului și al telescopului de măsurare a distanței

personal vertical și telescop cu unghi paralactic constant :

De cand $r/f=S/D$ ${\ displaystyle r / f = S / D}$ ${\ displaystyle r / f = S / D}$ , unde r = distanța dintre firele extreme ale micrometrului ; f = distanța focală a obiectivului ; S = ( l ₁ - l ₂ ) = interval de personal citit la firele de distanță ale reticulului ; D = distanța dintre punctul anallactic și toiag . r / f = k = diastimometrică sau constantă de distanță [egală cu 50, 100 sau 200], avem că: $D=k\cdot S$ ${\ displaystyle D = k \ cdot S}$ ${\ displaystyle D = k \ cdot S}$

- cu linia de vedere orizontală $D=k\cdot S+c$ ${\ displaystyle D = k \ cdot S + c}$ ${\ displaystyle D = k \ cdot S + c}$ . cu c = e + f, [35-50 cm], e = distanța dintre centrele instrumentului și obiectivul obiectivului, f = distanța focală a obiectivului

- cu linie de vedere înclinată $D=k\cdot S\cdot sen^{2}\ \varphi =k\cdot S\cdot cos^{2}\ \alpha$ ${\ displaystyle D = k \ cdot S \ cdot sen ^ {2} \ \ varphi = k \ cdot S \ cdot cos ^ {2} \ \ alpha}$ ${\ displaystyle D = k \ cdot S \ cdot sen ^ {2} \ \ varphi = k \ cdot S \ cdot cos ^ {2} \ \ alpha}$ cu $\alpha ={\frac {\pi }{2}}-\varphi$ ${\ displaystyle \ alpha = {\ frac {\ pi} {2}} - \ varphi}$ ${\ displaystyle \ alpha = {\ frac {\ pi} {2}} - \ varphi}$

baston vertical și telescop cu unghi paralactic variabil , cu linie de vedere chiar înclinată $D={\frac {l_{1}-l_{2}}{cotg\ \varphi _{1}-cotg\ \varphi _{2}}}=(l_{2}-l_{2})\cdot {\frac {sen\ \varphi _{1}-sen\varphi _{2}}{sen(\varphi _{2}-\varphi _{1})}}$ ${\ displaystyle D = {\ frac {l_ {1} -l_ {2}} {cotg \ \ varphi _ {1} -cotg \ \ varphi _ {2}}} = (l_ {2} -l_ {2} ) \ cdot {\ frac {sen \ \ varphi _ {1} -sen \ varphi _ {2}} {sen (\ varphi _ {2} - \ varphi _ {1})}}}$ ${\ displaystyle D = {\ frac {l_ {1} -l_ {2}} {cotg \ \ varphi _ {1} -cotg \ \ varphi _ {2}}} = (l_ {2} -l_ {2} ) \ cdot {\ frac {sen \ \ varphi _ {1} -sen \ varphi _ {2}} {sen (\ varphi _ {2} - \ varphi _ {1})}}}$

baston orizontal și telescop cu unghi paralactic constant, cu o linie de vedere chiar înclinată $D=k\cdot S\cdot sen\ \varphi +c\cdot sen\ \varphi =k\cdot S\cdot cos\ \alpha +c\cdot cos\ \alpha$ ${\ displaystyle D = k \ cdot S \ cdot sen \ \ varphi + c \ cdot sen \ \ varphi = k \ cdot S \ cdot cos \ \ alpha + c \ cdot cos \ \ alpha}$ ${\ displaystyle D = k \ cdot S \ cdot sen \ \ varphi + c \ cdot sen \ \ varphi = k \ cdot S \ cdot cos \ \ alpha + c \ cdot cos \ \ alpha}$
personal orizontal și telescop cu unghi paralactic variabil, cu axa de colimare înclinată, de asemenea $D={\frac {S}{2}}\cdot cotg\ \varphi$ ${\ displaystyle D = {\ frac {S} {2}} \ cdot cotg \ \ varphi}$ ${\ displaystyle D = {\ frac {S} {2}} \ cdot cotg \ \ varphi}$
Folosind eclimetre $D={\frac {l_{1}-l_{2}}{tg\ \alpha _{1}-tg\ \alpha _{2}}}=(l_{1}-l_{2})\cdot {\frac {cos\ \alpha _{1}\cdot cos\alpha _{2}}{sen(\alpha _{1}-\alpha _{2})}}$ ${\ displaystyle D = {\ frac {l_ {1} -l_ {2}} {tg \ \ alpha _ {1} -tg \ \ alpha _ {2}}} = (l_ {1} -l_ {2} ) \ cdot {\ frac {cos \ \ alpha _ {1} \ cdot cos \ alpha _ {2}} {sen (\ alpha _ {1} - \ alpha _ {2})}}$ ${\ displaystyle D = {\ frac {l_ {1} -l_ {2}} {tg \ \ alpha _ {1} -tg \ \ alpha _ {2}}} = (l_ {1} -l_ {2} ) \ cdot {\ frac {cos \ \ alpha _ {1} \ cdot cos \ alpha _ {2}} {sen (\ alpha _ {1} - \ alpha _ {2})}}$
Folosind clisimetre $D={\frac {l_{1}-l_{2}}{p_{1}-p_{2}}}$ ${\ displaystyle D = {\ frac {l_ {1} -l_ {2}} {p_ {1} -p_ {2}}}}$ ${\ displaystyle D = {\ frac {l_ {1} -l_ {2}} {p_ {1} -p_ {2}}}}$

Instrumente pentru măsurarea diferențelor de înălțime

Mareografe
Barometre
Nivele hidrostatice

Cu atracții și personal

Nivelurile telescopului
Nivele vizuale reciproce
Nivelurile manșonului
Nivele de autonivelare
Niveluri rotative ale laserului
Nivele digitale
Zenit și niveluri nadirale
Nivele până la repere
Ecclimetre și clisimetre
Triplometru

Total stații

Foaie broșură campanie pentru distanța în infraroșu

Stația totală este un instrument computerizat care, pe lângă îndeplinirea funcției clasice a teodolitului (adică măsurarea unghiurilor orizontale și verticale), combină un electrodistetiometru (EDM), adică un transceiver cu infraroșu sau laser. În primul caz, un reflector este esențial și, prin urmare, un operator auxiliar numit rodman , în al doilea caz, orice suprafață este suficientă și, prin urmare, este posibil să se efectueze măsurători chiar și singur cu instrumentul. EDM evaluează distanța dintre două puncte măsurând diferența de fază dintre o undă sinusoidală emisă și primită ( diferența de fază EDM ) sau timpul necesar parcurgerii undei emise de instrument ( EDM pulsat ). EDM trimite un semnal modulat către anumite prisme optice de 45º (poziționate pe suporturi speciale în punctele care trebuie detectate) care le reflectă către unitatea de bază. Acesta din urmă este echipat cu un fasometru care calculează indirect distanța înclinată datorită aproximărilor succesive. În general, un computer este cuplat la fazometru care poate furniza distanța în plan după introducerea unghiului vertical.

GPS în aplicații topografice

GPS-ul este, de asemenea, utilizat frecvent în scopuri topografice / cartografice . În general, pentru aplicații topografice, unde precizările necesare sunt de tip centimetru, nu sunt utilizate tehnicile normale de supraveghere GPS utilizate pentru navigație. Cea mai comună tehnică este cea a măsurării diferențiale. Deoarece diferența dintre valoarea coordonatelor reale ale punctului și cele detectate de instrumentul GPS, variabilă în timp, dar constantă la nivel local, este posibil să funcționeze simultan cu două instrumente. Unul, comandantul, va fi situat într-un punct cunoscut din apropierea punctului care urmează să fie inspectat. Celălalt, roverul, va efectua sondajul. Având, prin master, înregistrarea erorii locale, moment cu moment, citirile rover-ului vor fi corectate prin aceste obținând precizii de până la 2 ppm sau 1 milimetru pe un kilometru.

Notă

^ ^a ^b ^c F. Rinaudo, P. Satta, U. Alasia, Topografie 1, 2 și 3 , SEI, 1994.
^ ^a ^b ^c G. De Toma, Topografia 1, 2 și 3 , Zanichelli, 1992.

Elemente conexe

Topografie

[:0-1] F. Rinaudo, P. Satta, U. Alasia, Topografie 1, 2 și 3 , SEI, 1994.

[:1-2] G. De Toma, Topografia 1, 2 și 3 , Zanichelli, 1992.

[1]

[2]